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安全な施設管理に向けた技術的検討課題(案)
指定廃棄物処理施設の構造・維持管理による安全性の確保に関する対策等については、
これまでの有識者会議で整理されたところであるが、今後、実際に指定廃棄物を処理施設
において安全に長期管理していくにあたり、技術的課題を整理し、将来的な施設管理のあ
り方も含め、さらに具体的な検討が必要。
検討事項としては、管理中の指定廃棄物の放射性セシウム濃度レベルに応じた対応、施
設の管理期間、施設の維持管理方法に関するものが考えられる。
(1) 施設管理のあり方について
【既に整理されている事項】
・処理施設の安全性確保の考え方(参考1)
【今後の検討課題】
・濃度レベルに応じた指定廃棄物の処理方法
・指定廃棄物の放射性セシウム濃度が十分に低下した場合の施設管理のあり方
(2) 施設の構造について
【既に整理されている事項】
・多重防護の考え方(参考1)
・施設構造の考え方(コンクリートの二重構造等)
(参考2)
・埋立方法の考え方(参考3)
・放射線の遮へい方法の考え方(参考4)
・コンクリートの耐久性(参考5)
【今後の検討課題】
・具体的な必要耐用年数(コンクリート等)の設定
・その耐用年数を実現するための具体的な維持管理方法
資料1
2
(3)施設の維持管理方法について
a.モニタリング方法
【既に整理されている事項】
・測定の考え方(測定項目、測定位置)
(参考6)
【今後の課題】
・測定の考え方(測定頻度)
・漏えい検知システム
b.点検・維持管理方法について(異常発生時の対応を含む)
【既に整理されている事項】
・施設の機能維持の考え方(参考7)
・第
1 監視期間
*1の考え方(参考8)
・第
2 監視期間
*2の考え方(参考9)
*1 第
1 監視期間:管理点検廊より、コンクリートのひび割れ点検、劣
化診断等の検査によって埋立構造物の健全性につい
て確認・補修等を行う期間
*2 第
2 監視期間:第 1 監視期間の後、放射性セシウム吸着性のあるベ
ントナイト混合土を管理点検廊に充填して、モニタ
リングを継続する期間
【今後の課題】
・第
1 監視期間から第 2 監視期間への具体的な移行時期
・第
2 監視期間の終了時期
・漏えいが検知された場合の対策工(遮断のための矢板等)
はじめに:処分場の安全性確保の考え方
処分場の安全性確保の考え方
コンクリート
や土壌に
よる覆い
長期間にわたるモニタリング
長期
遮へい
長期
遮断
長期
監視
指定廃棄物
指定廃棄物が健康や環境に及ぼす影響を防止できるように配慮した立地
検討、処分場設計、長期間の監視を行います。
長期間にわたる
処分場の安全性
コンクリートに
よる
覆い
土壌やベント
ナイトの覆い・
充填
災害リスク等の少ない安定した場所に設置
生活エリアへの影響等を考慮して設置
第2回指定廃棄物処分等有識者会議 資料1-1(平成25年4月22日) P9参考1
はじめに:処分場の安全性確保の方法
安全性確保のためのフェイルセーフ・システム
搬入する廃棄物は、
①容器(フレキシブルコンテナ等)で密封
②土壌等でサンドイッチ状に埋設
③2重のコンクリート構造物で遮断
④ライニングによる保護層の設置
⑤ベントナイト混合土等による遮断層の設置
等の何重もの安全対策を講じて、
安全性を確保します。
雨水 コンクリート構造物 土壌等 コンクリート構造物 容器 ベントナイト混合土等 放射線 溶出 ライニング対策
効果
容器
飛散・漏出防止
土壌等
吸着、遮へい
コンクリート
遮断、遮へい
ライニング
コンクリート保護
ベントナイト
混合土等
吸着、遮断、
遮へい
第2回指定廃棄物処分等有識者会議 資料1-1(平成25年4月22日) P10はじめに:処分場の安全性確保の方法
指定廃棄物の処分場では、安全性を確保するために、以下の安全確保の
方法をとります。
管理区分
埋立中
第1監視期間
第2監視期間
3年間程度
数十年間
その後~
安全性の確保の目安
追加線量1mSv/年以下
(第1監視期間以降は追加線量10μSv/年以下)
安全確保の基礎
生活エリアへの影響等を考慮して設置
災害リスク等の少ない安定した場所に設置
遮断する
コンクリート製の遮断型構造
ベントナイト混合土
を管理点検廊に充
填
屋根・囲いの設置
コンクリート・ベントナイト・
土壌による覆い
遮へいする
コンクリート・ベントナイト・土壌による覆い
安全を確認する
長期間にわたって点検・維持管理を可能とする構造
長期間にわたる放射線・放射能のモニタリング
長期間にわたる処分場の安全性確保のための方法
作業中の飛散防止のための対策
100年で約16分の1に減衰
飛散の防止
放射性物質を飛散させない輸送・仮置き・焼却・埋立
資料1-1(平成25年4月22日) P11①:処分場:コンクリート製の遮断型構造
処分場の構造は、
放射性物質を含む廃棄物の影響を遮断
するため、コンクリー
トに囲まれた遮断型構造とします。
埋立期間中には屋根と囲いを設置し、雨水が処分場内に浸入することを防ぎま
す。
また、コンクリート壁の立ち上がり部分を地上面より高くすることで、雨により生
じた
表流水(地表面を流れる水)が処分場内に浸入することを防ぎます。
処分場は深さ約8mの地下埋設型のコンクリート構造であり、雨水により土壌に
しみこんだ水が処分場内に浸入することを防ぎます。
これによって、地下水及び表流水が廃棄物に接触しないようにするとともに、
放
射性物質が外部に漏れ出すことを防ぐ
ことができます。
地下水の浸入防止
表流水の浸入防止
処分場の構造
第2回指定廃棄物処分等有識者会議 資料1-1(平成25年4月22日) P13参考2
① :処分場:コンクリート製の遮断型構造
*)構造物および周辺地盤を小さな要素の集合体としてモデル化し、地中の岩盤面(工学
的基盤面)に時間とともに変化する地震加速度波形を与え、地中から構造物まで伝わる
振動(加速度、速度、変位)を逐次計算し、地震の発生から終息までの各時間ごとに構造
物の各部位に発生するひずみや応力を求める方法。
LNG地下タンク躯体の地震応答解析の例
解析モデルおよび境界条件
圧縮主ひずみの分布
自由地盤と側壁の変位分布
当該地において想定される地震を想定し、
耐震性・安全性を高めた構造物
と
します。
地震応答解析
*)
を行い、極めて稀に発生する地震による力に対しても倒壊、
崩壊せずに躯体を維持できることを確認します。
第2回指定廃棄物処分等有識者会議 資料1-1(平成25年4月22日) P14① :処分場:コンクリート製の遮断型構造
コンクリートの耐久性を持続させるため、
コンクリート壁体の内外面
には
腐
食防止対策
を講じます。
腐食防止対策としては、エポキシ樹脂塗装、FRP防食ライニング、シートラ
イニング等の施工を想定しています。
鉄筋には耐腐食性の高いものを使用します。
エポキシ樹脂塗装 :耐薬品性、耐磨耗性、密着性に優れた、エポキシ樹脂塗
料を用いた塗装
FRP防食ライニング:耐水・耐食性及びクラック追従性に優れたビニルエステ
ル樹脂とガラスマット等を複合した工法
シートライニング
:伸縮性に富んだシート(ゴム系、塩ビ系、アスファルト系)
を使用する工法
腐食防止対策
資料1-1(平成25年4月22日) P16②:処分場:屋根・囲いの設置
埋立期間中には、屋根と囲いを設置します。
これによって、
雨水が埋立地の内部に浸入することを防ぐ
とともに、
埋立作
業中の粉じん等の外部への飛散を防ぐ
ことができます。
処分場の構造
雨水の浸入防止
第2回指定廃棄物処分等有識者会議 資料1-1(平成25年4月22日) P17参考3
埋立地や仮置場に設置する屋根や囲いは、台風、稀に発生する竜巻、地
震、積雪を考慮して、鉄骨造の骨組み構造等とします。
屋根は金属製の折板構造とします。
構造材は鋼製の骨組み構造とします。
②:処分場:屋根・囲いの設置
屋根外観(例)
屋根内部(例)
第2回指定廃棄物処分等有識者会議 資料1-1(平成25年4月22日) P18②:処分場:屋根・囲いの設置
廃棄物が入った容器と容器の間に、土壌を充填します。 また容器の上は
土壌で覆います。
土壌を充填することにより、仮に容器から廃棄物が流出し放射性物質が溶
け出したと しても、放射性物質が埋立構造物の外に移動することを防ぐこ
とが出来ます。
また、土壌で覆うことで、埋立作業中の処分場付近の空間線量率を低減す
ることができます。(土壌による遮へい効果)
土壌を
充填
資料1-1(平成25年4月22日) P19③:埋立後のコンクリート・ベントナイト・土壌による覆い
指定廃棄物の埋立終了後には、処分場の上部をコンクリート製の覆いで蓋
をし、さらにその上に止水性のあるベントナイト混合土で覆い、さらに土壌
で覆います。
これによって、埋立終了後も雨水が埋立地に浸入することを防ぐことができ
ます。
雨水の浸入防止
第1監視期間
第2回指定廃棄物処分等有識者会議 資料1-1(平成25年4月22日) P20⑤:コンクリート・ベントナイト・土壌による覆い
指定廃棄物には放射性物質が含まれているため、放射線を出します。外
部被ばくを防ぐためには、遮へい効果のあるコンクリートや土壌で覆い、指
定廃棄物からの放射線を遮へいすることが重要です。
そこで、埋立中は
廃棄物を埋め立てる度にその上を土壌で覆い
、埋立終了
後には処分場の上部を
コンクリート製の覆いで蓋
をし、さらにその上を
ベン
トナイト混合土や土壌
で覆います。
これによって、処分場内にある
放射性物質から出される放射線を十分に遮
へい
することができ、人の健康への影響を防ぐことができます。
放射線の遮へい
第1監視期間
第2回指定廃棄物処分等有識者会議 資料1-1(平成25年4月22日) P25参考4
⑤:コンクリート・ベントナイト・土壌による覆い
コンクリートと土壌の遮へい効果の程度を試算した結果、
35cmのコンクリー
ト層
を設置した場合、
放射線は約99.5%遮へい
され、放射線の量は
約200
分の1
になります。
その上に
100cmの土壌層
を設置した場合は、放射線はさらに遮へいされ、
放射線の量は
約400万分の1
になります。
10万Bq/kg
(Cs134とCs137の比率は1:1)の指定廃棄物
4,000トン
(10m×5m×5mが10区画)約18μSv/h
約0.09μSv/h
約0.0000047μSv/h
約200分の1
約400万分の1
*線源の放射性セシウム濃度及びコンクリートの単位体積重量は保守的な値を用いて計算しているので、実際の空間線量率は 記載している数値よりさらに小さい数値となります。 第2回指定廃棄物処分等有識者会議 資料1-1(平成25年4月22日) P26⑤:コンクリート・ベントナイト・土壌による覆い
以下の図は、「埋立中」における、埋立区画端からの距離毎の空間線量率のシミュレーションの結
果です。
埋立中においては、
敷地境界で周辺公衆の追加被ばく線量が年間1mSv(0.19μSv/h)を超えな
い
ようにすることとされています。
敷地境界線を埋立区画端から10m以上
とることによって、周辺公
衆の追加被ばく線量の年間1mSvを下回ります。
埋立の際、埋立終了した区画を速やかに覆土して遮蔽を行うことにより、敷地境界での追加被ば
く線量は、シミュレーション計算値の数分の1に低減します。
■シミュレーション計算条件の設定 ・10万Bq/kgを3万㎥埋立て(Cs134:Cs137=1:1と仮定) ・廃棄物の上には、厚さ35cmのコンクリート蓋、厚さ100cmの土壌の覆い ・建屋を設置(幅3,000cm×奥行き3,600cm×高さ1,250cm、屋根の厚さ:0.1cm、壁の厚さ:0.035cm、材質:鉄7.9 g/cm3) ※図中の年間追加空間線量率は、1日の内、8時間を外で、16時間を屋内で過ごした場合を想定した値であり、下記の式で求められるものです。 年間あたりの追加空間線量率=時間あたりの追加空間線量率×(8+0.4×16)×365 幅:約110m 深さ: 5m 奥行き:約100m 覆土厚100cm コンクリート蓋厚35cm10万Bq/kgの廃棄物
3万㎥
(Cs134:Cs137=1:1)0m
10m
30m
50m
100m
年間0.3mSv (0.06μSv/h) 年間0.1mSv (0.03μSv/h) 年間0.05mSv (0.01μSv/h)年間1mSv (0.19μSv/h)
年間6mSv (1μSv/h) 埋立中の駆体のうち1駆体が 開放状態(500m2) *線源の放射性セシウム濃度、廃棄物量及び躯体の開放状態の期間は保守的 な値を用いて計算しているので、実際の空間線量率は記載している数値よりさ らに小さい数値となります。 資料1-1(平成25年4月22日) P28⑤:コンクリート・ベントナイト・土壌による覆い
以下の図は、「埋立終了後」における、埋立区画端からの距離毎の空間線量率の
シミュレーションの結果です。
埋立終了後においては、周辺公衆の追加被ばく線量が年間10μSvを超えないよう
にすることとされています。シミュレーション結果からは、処分場付近(2m)でも年間
0.001μSvと、
年間10μSvを大きく下回ります
。具体的には、
年間10μSvに対して
1万分の1程度
の小さな値となります。
■シミュレーション計算条件の設定
・10万Bq/kgを3万㎥埋立
・廃棄物の上には、厚さ35cmのコンクリート蓋、厚さ100cmの土壌の覆い
幅:約110m 深さ: 5m 奥行き:約100m 覆土厚100cm コンクリート蓋厚35cm10万Bq/kgの廃棄物
3万㎥
(Cs134:Cs137=1:1)2m
4m
6m
8m
※図中の年間追加空間線量率は、1日24時間を外で過ごした場合を想定した値であり、下記の式で求められるものです。 年間あたりの追加空間線量率=時間あたりの追加空間線量率×24×36510m
(0.0000001μSv/h)
(0.00000009μSv/h)
年間0.001μSv (=年間0.000001mSv)
*線源の放射性セシウム濃度、廃棄物量及びコンクリートの単位体積重量は、 保守的な値を用いて計算しているので、実際の空間線量率は記載している数値 よりさらに小さい数値となります。 第2回指定廃棄物処分等有識者会議 資料1-1(平成25年4月22日) P29① :処分場:コンクリート製の遮断型構造
使用するコンクリートは強度は、
鉄筋コンクリート構造体の計画供用期間
※を参考に、
必要な耐久性を確保できるものを使用
し、長期にわたり建物の強度、水の遮断機能、
放射線の遮へい機能を維持します。
コンクリートや鉄筋に用いる材質については、
耐久性等を十分配慮
したものを使用し
ます。
鉄筋コンクリート構造体の計画供用期間
※計画供用期間:躯体の計画耐用年数。大規模補修を必要としないことが予定できる期間
出典: 日本建築学会 建築工事標準仕様書・同解説5 第13版供用期間の級
計画供用期間
標準供用級
およそ65年
長期供用級
およそ100年
超長期供用級
およそ200年
鉄筋コンクリートの耐久性
一般的に、地中で環境変化が少ない場合、コンクリートの劣化は遅くなります。
コンクリートが所要の強度を有していて、鉄筋の発錆を抑制する対策が講じられてい
れば、鉄筋コンクリート構造物は100年以上は十分に耐久性があります。
第2回指定廃棄物処分等有識者会議 資料1-1(平成25年4月22日) P15参考5
【参考資料】コンクリートの耐久性について
(本文15頁)
イタリアのソンマ・ヴェスヴィアーナ遺跡から発掘された約2000年前の古代コンク
リートは、建設時の約1/4
※の圧縮強度を有していた。
※発掘した古代コンクリートの圧縮強度:3.3~5.6N/mm
2当時の製法を再現して作成した模擬試験体(材齢1年)の圧縮強度
:20N/mm
2 古代コンクリート 現代コンクリート 特徴 消石灰と骨材間のポゾラン反応及び消石灰の 炭酸化硬化を利用し、長時間かけてゆっくりと強 度を発現させる セメントそれ自体の水和反応を利用し、早期に 強度を発現させる 材質 セメント 消石灰 エーライト(Ca3SiO5)、 ビ―ライト(Ca2SiO4) 細骨材 山砂、海砂、川砂 砂、砂利、採石、砕砂、人口軽量骨材、スラグ骨材など 粗骨材 レンガ屑、石材 おおむね5mm以上の粒径のもの 混和材 (高耐久性、水中施工性が求められる場合)ポッツォラーナ 高炉スラグ、シリカフューム 混和剤 油 分散剤、遅延剤、増粘剤 耐久性 80年以上 一般の建築物で50年、 高耐久性の建築物で100年 ソンマ遺跡で採取された古代コンクリートただし、古代コンクリートの製法や材料は、現代コンクリートとは異なっている。
土木学会:コンクリートライブラリー131号古代ローマコンクリート(2008)より 第2回指定廃棄物処分等有識者会議 資料1-1(平成25年4月22日) P53⑧:長期間にわたるモニタリング
処分場では、万が一何らかの変化があればいち早く察知して対処可能とす
るため、
埋立中から、継続して放射線量や地下水のモニタリング(監視)
を実
施します。
放射線量は
敷地境界の空間線量率
を、観
測井では
地下水の放射性セシウム濃度な
ど
を測定し、許容値内に収まっていること
や異常な変化がないことを確認します。
空間線量率については、敷地境界でバック
グラウンドレベルであることを確認します。
(埋立中は累積追加線量が年間1mSvを
超えないように、埋立終了後は累積追加
線量が年間10μSvを超えないようにしま
す。)
測定結果はインターネット等により公開し
ます。
※なお、先にも述べたとおり、
十分な遮へいを行う
ことにより、実際の追加被ばく線量はバックグラ
ウンドと比べても十分に小さな値
となると考えら
れます。
測定の考え方
区分 モニタリング 項目 測定場所 工事中 生活環境 水質(排水基準項目) 排水口 放流先水質(河川水質項目) 放流点下流 騒音、振動 敷地境界 埋立中 生活環境 生活排水 排水口 騒音、振動 敷地境界 空間線量率 敷地境界 施設の 健全性 地下水水質 (放射性セシウム濃度、ダイオキ シン類、電気伝導率、塩化物イオ ン、地下水水質項目) 地下水 モニタリング井戸処分場モニタリング計画(案)
監 視 期 間 第2回指定廃棄物処分等有識者会議 資料1-1(平成25年4月22日) P35参考6
・水質 [排水基準項目] (排水口) ・放流先水質 [河川水質項目] (放流点下流)施設内及び施設周辺の各所において、モニタリング(監視)を行い、許容値
内に収まっていることや異常な変化がないことを確認します。
モニタリングの位置図(工事中)
埋立地
焼却施設
仮置き場
管理棟ほ か安全・ 管理設備 防災調整池 ・騒音、振動 ・騒音、振動⑧長期間にわたるモニタリング
4haの例
管 理 棟 ほ か 安 全 ・ 管 理 設 備仮
置
き
場
埋立地
(終了済み区画)
焼
却
施
設
(埋立中) 残置緑地・造成緑地 ・騒音、振動 第2回指定廃棄物処分等有識者会議 資料1-1(平成25年4月22日) P36・騒音、振動 ・騒音、振動 ・地下水質 (モニタリン グ井戸〈下 流側〉) ・地下水質 (モニタリング井戸〈 上流側〉)